4.4 场地地形条件的影响

局部地形对地震动的影响是一个很复杂的问题,尤其在地形变化显著的山区、丘陵地带或黄土沟壑地区,此时的地形影响可能是区域地形变化的整体反映,而非某一局部地形的单独效应。即使如此,场地条件的影响是普遍且确定无疑的,很多历史地震资料从宏观震害调查到现场地震动量测均给予了证明。

国内1966年东川地震、1970年通海地震、1974年永善 大关地震和1976年龙陵地震、1988年耿马地震等均发现位于孤立山丘或山脊顶部的震害要比同类地基的震害严重。永善 大关7.1级地震震害调查表明,在孤立突出的小山丘上烈度髙达Ⅸ度,山底部降到Ⅷ度,山脊鞍部仅有Ⅶ度。国外原苏联卡松肯斯克地震中宏观震害调查也显示平坦山顶比山脚下的烈度髙1~2度,位于山顶的建筑物破坏严重,这些都充分说明了场地地形条件对宏观震害的影响。

从以上实际震害调查结果可以推测,如果场地其他条件基本一致,那么孤突地形应该对地震动具有放大效应。国内外无论是实际地震监测,还是人工爆破试验结果均证明了这一观点。国内1975年海城地震后进行的余震监测记录显示,山顶的水平加速度比山腰约大1/3,而山腰又比山脚大1/3。欧维斯等在卡吉尔山的观测数据也证明了山脚到山顶地震动逐渐增大的趋势,但位移的增大效应最为明显,速度居中,加速度最小,一般不超过2倍。需要指出的是,局部地形对地震动的影响不仅取决于地形本身特性,还和地震波的波长和入射角度有关。当入射波波长与局部地形大小为同一量级时,地形的影响很大;当地震波斜入射时,地形影响会显著减弱。

我国《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)规定,当需要在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙类以上建筑时,除保证其在地震作用下的稳定性外,尚应估计不利地段对设计地震动参数可能产生的放大作用,其水平地震影响系数最大值应乘以增大系数。其值应根据不利地段的具体情况确定,在1.1~1.6范围内采用。若取平坦开阔地的放大作用为1,而高凸地形64

的放大作用为λ,则λ可按式(4 1)计算。

λ=1+ξα

(4 1)

式中 ξ———附加调整系数,当L/H<2.5时,ξ=1,2.5≤L/H<5时,ξ=0.6,5≤L/

H时,ξ=0.3,L为建筑距台地或陡坡边缘的最近距离,m,H为高差,m;α———地震影响系数的增大幅度,按表4 2采用。

由表4 2可以看出,α最大为0.6。

表4 2

局部突出地形的地震影响系数的增大幅度

注 H/L应按距离建筑的最近点考虑。